darblapas

DC metroloģija

The Best & Worst of DC Movies! DCEU MOVIE FIGHTS (Decembris 2018).

Anonim

DC metroloģija

DC elektriskās shēmas


jautājums 1

Definējiet šādus metroloģiskos terminus:

• Nenoteiktība
• precizitāte
• Kļūda
• precizitāte
• Izsekojamība
Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Es ļaus jums izpētīt definīcijas šiem noteikumiem!

Piezīmes:

Vārdi "precizitāte" un "precizitāte" bieži (nepareizi) savstarpēji mainās. Tomēr tiem ir atšķirīgas un atšķirīgas nozīmes.

Runājot par vārdu "izsekojamība", jūs, iespējams, vēlēsities paskaidrot elektrisko metroloģiju kā karjeru. Starptautisku mērījumu standartu uzturēšana ir darbietilpīgs darbs, un daudzās pasaules vietās visā pasaulē sistēmas uzturēšanai ir vajadzīgi kvalificēti elektronikas speciālisti visos zināšanu līmeņos (tehniķi, inženieri, pētnieki, zinātnieki). Lai gan tas var likties garlaicīgi, metroloģija ir būtiska mūsdienu zinātniskiem pētījumiem, kā arī mūsdienu rūpniecībai.

2. jautājums

Ķīmijas laboratorijās tiek izmantotas līdzsvaru svari, lai precīzi noteiktu dažādu vielu masu. Kā precīzi tiek izmantota laboratorijas "līdzsvara" skala "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00523x01.png">

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

"Līdzsvara" skala strādā pēc līdzsvara masas principa: nezināmā masa ir pretrunā ar zināmiem masas daudzumiem, līdz mērogs reģistrē līdzsvara stāvokli.

Piezīmes:

Svarīgs jautājums, ar kuru es vēlos sazināties, ir tāds, ka mērogs neko nedara, bet norāda uz līdzsvara nosacījumu (nulles masa abās pusēs). Tādējādi primārais precizitātes avots šajā mērīšanas sistēmā neatrodas pašā mēroga mehānismā! Tas ir svarīgs mērīšanas sistēmas kvalitāte: izolēt neprecizitātes avotus uz ļoti specifiskām sistēmas daļām, kur tos var cieši kontrolēt.

3. jautājums

Paskaidrojiet, kā šī elektriska sistēma darbojas līdzīgi laboratorijas "līdzsvara" mērogam:

Aplis ar burtu "G" ir simbols galvanometram . Kāds praktiskais mērķis varētu būt tāda sistēma, piemēram, "3"> Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Galvanometrs reģistrē nulli vienīgi tad, ja abi sprieguma avoti ir precīzi vienādi.

Piezīmes:

Pirmais jautājums, ko, iespējams, jautās, kādi ir jūsu studenti: "Kas ir galvanometrs ?" Ļaujiet viņiem veikt pētījumu par šo jautājumu! Atbilde ir viegli atrodama.

Tālāk, jūsu skolēni būs jāpaskaidro, kā šo sistēmu var izmantot, lai kaut ko darītu praktiski. Tāpat kā laboratorijas balansa gaisma kalpo masas mērīšanai, šī sistēma arī mēra kaut ko. Izaiciniet savus skolēnus izdarīt analoģijas starp šīs sistēmas sastāvdaļām un laboratorijas bilances sastāvdaļām. Kādai būtiskajai funkcijai jābūt E standarta sprieguma avotam, lai tā būtu noderīga mērīšanas sistēma?

4. jautājums

Ja voltmetrs jāizmanto, lai tieši izmērītu nezināmā avota spriegumu, vispirms tas jākalibrē, lai nodrošinātu precīzu mērīšanu:

Kāds ir minimālais punktu skaits visā skaitītāja diapazonā, kas ir jākalibrē, ņemot vērā pilnīgi lineāro reakciju "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00526x02. png ">

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Lai nodrošinātu mērījumu precizitāti, perfekti lineārais voltmetrs, ko tieši mēra ar spriegumu, kalibrē divos punktos tā mērījumu diapazonā.

Diferenciālai mērīšanai izmantotā voltmetra kalibrē tikai vienā punktā gar tā diapazonu, un šis vienīgais punkts ir nulle.

Piezīmes:

Jautājiet saviem skolēniem, vai diviem kalibrēšanas punktiem uz skaitītāja diapazona ir jābūt tuvu vienai vai tālu, lai vislabākā (visaptverošā) kalibrēšana būtu iespējama.

Apspriediet par diferenciālo skaitītāju vieglākām kalibrēšanas prasībām. Izaiciniet savus skolēnus ar šo jautājumu: "Vai voltmetra mērīšanas linearitāte ir tik svarīga, ja to izmanto, lai veiktu diferenciālo mērīšanu, salīdzinot ar to, ja to izmanto, lai veiktu tiešu mērīšanu?" Kāpēc vai kāpēc gan ne?

5. jautājums

Izskaidrojiet visvienkāršāko kalibrēšanas metodi ļoti jutīgā precizitātes voltmetrā. Kā jūs pārliecinātos, vai voltmetrs saņem fiksētu izejmateriālu ar zināmu daudzumu, it īpaši, ja nav pieejams dārgs kalibrēšanas aprīkojums?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Īss voltmetra testa vads kopā. Tas rada nulles voltu ievades nosacījumu.

Piezīmes:

Izaiciniet savus skolēnus ar šo jautājumu: "Ja nulle ir atbilstošs signāls, ko izmantot vienpunktu kalibrēšanai, tad kāpēc ne tikai atstāt abus testēšanas vadus atvienotos? Kāpēc viņiem vajadzētu īsoties kopā? "

Ja jums gadās būt klasterī pieejamam jutīgam voltmetram, atbilde var tikt parādīta ar vieglumu. Tas jo īpaši ir tas, ja jūs ievietojat voltmetru "AC millivolt" diapazonā, lai tas tuvinātu strāvas strāvas līnijas spriegumu no blakus esošām elektriskām ierīcēm un komunālajiem pakalpojumiem.

6. jautājums

Šim sprieguma dalītājam vajadzētu izvadīt pusi akumulatora sprieguma starp punktiem A un B:

Tomēr, ja jūs veicat šo pašu eksperimentu, izmantojot reālu voltmetru, mērītājs, kas iegūts ar skaitītāju, ievērojami atšķiras no tā , kas tur būtu, pamatojoties uz prognozi par 1/2 E bateriju . Paskaidrojiet, kāpēc voltmetrs reģistrē tā, kā tas notiek. Kāda ir šī ķēde, kas izraisa mērījumus tik tālu no prognozes, kad mēs labi zinām, ka pārējās sprieguma dalīšanas ķēdēs, ko esam izveidojuši, nav būtiskas kļūdas? Atklāj atbildi Slēpt atbildi

Šī shēma ir voltmetra "iekraušanas" demonstrēšana ķēdē, izraisot kļūdaini zemu mērījumu.

Piezīmes:

Metru "iekraušana" ir nopietna elektriskās metroloģijas problēma. Mērīšanas pamatprincips ir tas, ka mērinstruments zināmā mērā ietekmē mērāmo daudzumu. Šādos gadījumos ietekmes apjoms ir smags.

Attiecībā uz tiem instruktoriem, kuriem ir kāds fons kvantu fizikā, lūdzu, atturieties no mīta uztveres, ka metrikas ielāde ir Heisenbergas nenoteiktības principa piemērs. Nenoteiktības principam nav nekāda sakara ar mērinstrumenta ietekmi uz to, ko mēs novērtējam. Drīzāk tas apraksta nenoteiktību, kas raksturīga pašu daudzumu . Ja vēlaties kopā ar saviem skolēniem dalīties ar saviem skolēniem patiesu elektrisko piemēru šai nenoteiktības principam, pagaidiet, kamēr viņi mācās harmonikas un spektra analizatorus, kur jūs varat viņiem pateikt, ka nav iespējams izmērīt gan momentāno signāla amplitūdu, gan signāla biežumu neierobežota pārliecība.

7. jautājums

Šādu voltmetru shēma izvairās no "iekraušanas" problēmām, mērot augsta pretestības sprieguma avotus. Aprakstiet, kā darboties šī shēma, un to, kā novērst ielādes kļūdu, izmantojot šādu potenciometrisko instrumentu:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Pārvietojiet slēdzi pozīcijā "Bal" un pielāgojiet potenciometru, līdz mērītāja kustība precīzi reģistrē nulles voltus. Pēc tam pārvietojiet slēdzi pozīcijā "Meas" un izlasiet spriegumu tieši no skaitītāja kustības.

Piezīmes:

"Potenciometriskie" līdzstrāvas sprieguma mērījumi pirms rūpniecības precizitātes elektronisko voltmetru ar augstu pretestību izejvielām tika izmantoti industrijā. Tomēr šī metode, protams, nav novecojusi, un patiesībā joprojām tiek izmantota pasaules metroloģiskajās laboratorijās, lai iegūtu visprecīzākos (bez slodzes) sprieguma mērījumus.

Ir iespaidīgi, ja skolēni izveido potenciometrisko voltmetru ķēdi, izmantojot lētu analogo VOM (Volt-Ohm-Milliammetrs), un tas pārspēj tiešo lasījumu, laboratorijas kvalitātes digitālo voltmetru, kas maksā simtiem dolāru! Jo lielāka pretestība, kas raksturīga sprieguma avotam, ko mēra, jo smagāka kļūst jebkura voltmetra, un jo vairāk potenciometriskais instruments pierāda to vērtību.

8. jautājums

Vispārējā metroloģija pamatā bija standarta artefakti, taču mūsdienu zinātniskā tendence ir vērsta pret iekšējiem standartiem . Paskaidrojiet, ko nozīmē šie divi termini, kā arī to nozīmi zinātniskajā darbā.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

"Artifacts" ir nepārprotams objekts, kuru patvaļīgi uzskata par "standartu". Salīdzinājumam "iekšējais" standarts ir reproducējams standarts, kas balstīts uz nemaināmām fiziskajām konstantēm.

Piezīmes:

Lielisks "artefakta" standarta piemērs ir metāla stienis, kas līdz šim bija "metru" starptautiskais standarts (metriska garuma vienība). Jautājiet saviem skolēniem par to, cik ērti zinātnieki, kas strādā visā pasaulē, lai kalibrētu viņu aprīkojumu, ja vienīgais garuma mērīšanas primārais standarts būtu viens metāla bārs. Kādas priekšrocības var iegūt, izmantojot "iekšējos" standartus "darba paneļa paneļa paneļa noklusējuma" elementu skapis

9. jautājums

Kāda tehnoloģija pašlaik tiek uzskatīta par state-of-the-art standarta voltu reproducēšanai?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Sprieguma standarts pamatojas uz konkrētu ķīmiskās baterijas veidu, bet vairs!

Piezīmes:

Jautājumi, piemēram, tas nekad vairs nebūs novecojuši, lai arī atbilde var būt. Šī raksta laikā (2003. gada augusts) starptautiski atzītā standarta volta tehnoloģija pamatojas uz kvantu fenomenu, kas pazīstams kā Josephsona savienojuma efekts.

10. jautājums

Kādas tehnoloģijas šobrīd tiek uzskatītas par mūsdienīgām, lai reproducētu standarta omi ?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Sprieguma standarts pamatā ir noteikta garuma īpaša stieple, bet vairs!

Piezīmes:

Jautājumi, piemēram, tas nekad vairs nebūs novecojuši, lai arī atbilde var būt. Šī raksta (2003. gada augusts) laikā starptautiski atzīta standarta volta tehnoloģija balstās uz kvantu fenomenu, kas pazīstama kā Quantum Hall Effect .

11. jautājums

Kalibrēšanas laboratorijās bieži ir atsauce uz testa nenoteiktības koeficientiem (TUR), kuras parasti, veicot instrumentu kalibrēšanu, veic līdz attiecībai 4: 1 vai vairāk. Ko nozīmē šis skaitlis?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

"Testa nenoteiktības koeficients" attiecas uz to, cik daudz precīzāk kalibrēšanas instrumentu salīdzina ar kalibrēto instrumentu.

Piezīmes:

Kamēr jūsu studentiem, iespējams, nekad nebūs jāaprēķina TUR, viņiem joprojām ir svarīgi zināt, kas ir vispārējais princips. Ja kādam no viņiem ir grūti saprast jēdzienu, jautājiet viņiem, vai ir lietderīgi izmantot lineālu, lai pārbaudītu mikrometra kalibrēšanu, vai izmantot rokas pulksteni, lai pārbaudītu laboratorijas kvalitātes hronogrāfa ilglaicīgu stabilitāti.

  • ← Iepriekšējā darba lapa

  • Darba lapa indekss

  • Nākamā darblapa →